Zusammenfassung und Motivation meiner Diplomarbeit

Am Institut für digitale Signalverarbeitung soll ein Signalprozessorsystem mit dem Namen SignalMaster auf seine Leistungsfähigkeit untersucht werden.
Die Motivation liegt darin begrüdet, dass es mit diesem Prozessorsystem auf einfache Art und Weise mvollautomatisch zu erzeugen. Echtzeitverarbeitung bedeutet,
dass die öglich ist, DSP-Algorithmen unmittelbar aus Simulink Modellen für Echtzeitverarbeitungen Elemente der Ausgangsfolge genauso schnell berechnet werden,
wie die Elemente der Eingangsfolge auf das Prozessorsystem gegeben werden. Mit dem SignalMaster steht somit eine äußerst universelle, vielseitige Hardwareplattform
zur Entwicklung von Algorithmen und Verfahren im Bereich der Digitalen Signalverarbeitung zur VerfIm Rahmen dieser Diplomarbeit soll als Anwendungsbeispiel ein ügung.
digitaler EmpEmpfänger sollen mit Hilfe der beiden Simulationsprogramme änger für AM-Rundfunk auf dem DSP implementiert werden. Sowohl die Entwicklung als auch
die Machbarkeitsanalyse der Empfänger sollen mit Hilfe der beiden Simulationsprogramme MATLAB und SIMULINK durchgeführt werden. Zusammen mit Matlab
ermöglicht Simulink eine komplette integrierte Arbeitsumgebung für Analyse, Modellierung und Simulat von dynamischenSystemen.

Die Simulationen haben zum Ziel, Fehler im Entwurf der Digitalen Empfänger zu erkennen, bevor die Implementierung auf dem Prozessor erfolgt.
Für die Implementierung der Simulink Modelle auf dem Signalprozessor sind zuverlässige Entwicklungswerkzeuge wie MatLab-Realtime-Workshop
und Code Composer Studio nötig. Mit dem Real-Time-Workshop von MatLab kann direkt aus Simulink-Blöcke lauffähiger C-Code für verschiedene
DSP-Modelle erzeugt werden. Somit entfällt die Notwendigkeit, die DSP Algorithmen mit Hilfe einer Programmiersprache zu erstellen. Dadurch werden
die Entwicklungszeiten, die doch i.a. sehr kostenaufwendig sind, drastisch reduziert. Weiterhin wurden eine Reihe von Messungen durchgeführt, die die
Leistungsfähigkeit der verschiedenen Empfängerstrukturen auf dem DSP zu untersuchen.

 

Übersicht über erzielte Ergebnisse der Diplomarbeit

Durch die Diplomarbeit konnten die zuvor genannten Ziele realisiert werden. Die unter Simulink/MatLab entwickelten digitalen Empfängerstrukturen
werden umfassend beschrieben und konnten mittels mehrerer Messungen bezüglich ihrer Leistungsfähigkeit auf dem DSP TMS6701 miteinander verglichen werden.
Die Messungen der CPU-Lasten ermöglichen eine Abschätzung der auf dem Signalprozessorsystem bei schnellen Prototyping erzielbaren Performance.
Die Implementierung der digitalen Empfänger auf dem DSP wurde erfolgreich durchgeführt. Die Empfänger gewährleisten auf dem DSP die volle Funktionalität
und die erwünschte Laufzeiteffizienz. Zusätzlich wurde der für die Realisierung erforderliche Entwicklungsprozess ausführlich dokumentiert. Die Diplomarbeit ist wie
folgendermaßen gegliedert:

Nach der Einleitung wird zunächst in Kapitel 2 der SignalMaster mit seinen wesentlichen Komponenten beschrieben.
In Kapitel 3 werden die Simulink-Modelle der AM-Empfängerstrukturen sowie deren mathematische Darstellung beschrieben.
Zwei Varianten zur Demodulation von AM-Signalen, der kohärente Demodulator und der inkohärente Demodulator, werden verfolgt.
Um Laufzeit- bzw. Synchronisationsprobleme bei den Algorithmen zu vermeiden, werden Optimierungen der Empfängerstrukturen vorgenommen.
Die Ergebnisse der Optimierungen, die die Verminderung der Prozessorauslastung zum Ziel haben, können aus dem Kapitel 4 entnommen werden.
Das abschließende Kapitel 4 behandelt schließlich den Entwicklungsprozess zur Erzeugung echtzeitfähigen Codes aus einem Simulink-Modell auf dem SignalMaster.
Hierzu wurde als Beispiel der kohärente Demodulator aus Kapitel 3 herangezogen. Desweiteren werden die CPU-Lasten der Empfängerstrukturen sowie ihrer
einzelnen Komponenten am DSP gemessen. Die Begleit-CD enthält alle behandelten Empfängerstrukturen für Audio- bzw. Sprachübertragung einschließlich
der m-Files, die zur Parametrierung der Simulink-Blöcken benötigt werden. Zusätzlich sind auf der CD die Meßergebnisse für die verschiedenen Empfängerstrukturen enthalten.